JP6148653B2 - 非接触通信媒体及びエンブレム - Google Patents
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Description
複数巻きループ状に周回するアンテナコイルの内周側端部に連続する引き出し線は、上記周回方向から内周側に折り曲がってICチップに向かって延び、その先端部をICチップの一方のチップ接続部に接続している。
このとき、発明者らが検討したところ、ICチップのチップ接続端子への接続線の線幅が細い場合、繰り返し折り曲げられることで、上記線幅の細い接続線部分で切断し易いという知見を得た。
そして、本発明によれば、アンテナコイルが形成されるコイル形成領域から突出したICチップへの2つの接続線部分の突出量を小さく若しくはその突出部分が無いようにすることで、上記突出する接続線部分での切断を抑える。この結果、経時的に繰り返し折り曲げられることがあっても耐久性が向上した非接触通信媒体を提供することが可能となる。
〈非接触通信媒体の構成〉
(インレット)
本実施形態では、非接触通信媒体として、RFIDなどに使用されるインレットを例示して説明する。
インレットは、図1に示すように、薄板状若しくはシート状の基材1、その基材1上に形成されたICチップ2及びアンテナコイル3を有する。
基材1は、非導電体且つ可撓性を有する材料から構成される。基材1は、例えば0.01〜0.10mm程度の厚さであって、ポリイミド(PI)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)などのフィルムで構成する。基材1は、可撓性があり且つ非導電体であれば特に限定されるものではない。
アンテナコイル3は、基材1の表面に、その基材1の表面に沿って予め設定したループパターンで複数巻きループ状に周回して配置される。図1は模式的に表した平面図であり、周回するアンテナコイル3間の隙間(ピッチ)を広く記載している。アンテナコイル3間の隙間は、実際にはアンテナコイル3の線幅以下となっている場合が多い。他の図も同様である。上記の複数巻きループ状のアンテナコイル3が配置される領域をコイル形成領域C−Aと呼ぶことにする。複数巻きループ状に周回して配置されるアンテナコイル3の最外周のアンテナコイル3位置と最内周のアンテナコイル3位置とで囲まれる領域が、コイル形成領域C−Aとなる。図1では網掛けでコイル形成領域C−Aの箇所を示した。また、コイル形成領域C−Aで囲まれる流域を内周側領域S−Aと呼ぶ事にする。
上記の配置によって、アンテナコイル3の一端部(内周側端部3aとも呼ぶ)が、コイル形成領域C−Aの内周側に位置し、アンテナコイル3の他端部(外周側端部3bとも呼ぶ)が、コイル形成領域C−Aの外周側に位置する。
アンテナコイル3は、例えば銅やアルミニウムなどの導電体材料から構成される。そして、例えば金属箔を目的のアンテナパターンにエッチングすることでアンテナコイル3を配置したり、導電性インクで印刷したりして、基材1にアンテナコイル3を形成する。金属ワイヤを基材1に沿って引き回してアンテナコイル3を配置しても良い。
ICチップ2としては、いわゆるベアチップであってもよいし、ICチップを備えたICモジュールの状態であってもよい。以下の説明では、ICチップ2がICモジュールからなる場合で説明する。ICモジュールの場合には、チップ接続部への配線の接続は通常、半田付けで行われる。ベアチップの場合には、チップ接続部への配線の接続は、例えば、金属材料を使用したワイヤボンディング、TAB、フリップチップなどよって行われる。
本実施形態では、ICチップ2は、上記の内周側領域S−A側に配置され、一対のチップ接続部2b、2cの並び方向(一対のチップ接続部2b、2cを結ぶ仮想の直線)と、ループパターンを形成する矩形の一辺とが平行になるようにして、一対のチップ接続部2b、2cが共にコイル形成領域C−Aにできるだけ近接して配置している。
図1に示す例では、ループパターンを形成する矩形の4つの角部のうち、アンテナコイル3の内周側端部3aの先端が向く方向に位置する角部にICチップ2を寄せて配置し、且つ当該内周側端部3aの先端が向く方向に位置する辺と一対のチップ接続部2b、2cの並び方向とが平行となるようにして、ICチップ2を配置している。
これによって、アンテナコイル3の内周側端部3aは、引き出し線5を介さずに、一方のチップ接続部2bに直接に半田付けによって接続されている。接続方法は半田付けに限定されず、他の公知の方法で接続する構成であっても良い。
また、アンテナコイル3の内周側端部3aは一方のチップ接続部2bと直接接続する構成となるが、コイル形成領域C−Aにある内周側端部3aの先端位置に一方のチップ接続部2bを配置する結果、アンテナコイル3の周回方向から折り曲がって内方に延びる引き出し線部分が存在しない。
また、他方のチップ接続部2cとアンテナコイル3の外周側端部3bとをジャンパー線4によって接続する。ジャンパー線4は裏側配線(基材1の裏面側に配線)となっている。
ジャンパー線4は、一端部をアンテナコイル3の外周側端部3bに接続し、他方のチップ接続部2cに向けて、平面視でコイル形成領域C−A上に沿って延在(交差して延在)して、つまりコイル形成領域C−Aを横切って、他端部を他方のチップ接続部2cに接続している。
本実施形態では、ジャンパー線部分4aのうち、上記コイル形成領域C−Aから離れる位置から上記チップ接続部2cまでの線部分は、長さL1が200μm以下となるように設計する。また、ジャンパー線4のうち少なくとも上記のジャンパー線部分4aの線幅を120μm以上に設定することで、切断し難くする。ここで、上記の線部分は、アンテナコイル3にもICチップ2にも重なっていない部分である。
この範囲であれば、水洗い試験(JIS L 0217)による100回の洗濯試験を行った際、断線する確率を著しく低くすることができる。
図1の例では、外周側端部3bを他方のチップ接続部2cに近づけて配置しているため、ジャンパー線4は、平面視でアンテナコイル3のループに直交するよう延びている。
ここで、ジャンパー線4は、直線状に配線する必要はない。図3に示すように、一旦コイル形成領域C−Aに入るように延びた後に、他方のチップ接続部2c近傍までコイル形成領域C−Aに沿って延び、その後に方向を変えて他方のチップ接続部2cに向けて延びるようにして、上記の張出し部分のジャンパー線部分4aをより短くするようにしても良い。図3では、ジャンパー線部分4aが斜めに延びているが、アンテナコイル3と直交する方向に延びるように設定しても良い。尚、コイル形成領域C−Aに配置するジャンパー線部分4aを曲線状に配置して、急峻な角度がつくような曲がり部分が無いようにジャンパー線4を配線しても良い。
また、図1の配置では、一対のチップ接続部2b、2cと内周側端部3aの延在方向が直交するような配置構成となっているが、これに限定されない。図4に示すように、一対のチップ接続部2b、2cの並び方向と内周側端部3aの延在方向とが同方向となるように配置しても良い。
この場合、近接するアンテナコイル3の周回方向に対するICチップ2の位置に応じて、ジャンパー線4を設定すればよい。具体的には、他方のチップ接続部2cが一番近接しているアンテナコイル3側に延びるようにして、一旦アンテナコイル3側に延び、その後、外周側端部3bに近接する位置まで、複数巻きの周回しているアンテナコイル3上に沿って外周側端部3bの近傍まで延びて、ジャンパー線4の他端部を外周側端部3bに接続する。
これに対して、図7(b)のように、内周側端部3aに連続してICチップ2側に延びる引き出し線5を介して、一方のチップ接続部2bと内周側端部3aとが接続されていても良い。この場合には、チップ接続部2bと接続する端部側であって上記コイル形成領域C−Aから離れて上記チップ接続部2bに接続する張出し部分である引き出し線5のうち、上記コイル形成領域C−Aから離れる位置から上記チップ接続部2bまでの線部分は、長さL2が200μm以下で且つ幅が120μm以上となるように設計する。
この範囲であれば、水洗い試験(JIS L 0217)による100回の洗濯試験を行った際、断線する確率を著しく低くすることができる。
以上のように、アンテナコイル3が形成されるコイル形成領域C−Aから突出したICチップ2への2つの接続線部分の突出量を小さく若しくはその突出部分が無いようにすることで、上記突出する接続線部分での切断を抑える。この結果、経時的に繰り返し折り曲げられることがあっても耐久性が向上した非接触通信媒体を提供することが可能となる。
更に、図8に示すように、ICチップ2をシリコン樹脂やエポキシ樹脂などの樹脂からなるポッティング部材6で覆うことで、ICチップ2を封止しても良い。ポッティング部材6が補剛部材を構成する。このとき、各チップ接続部に近接しているアンテナコイル3部分も合わせて封止するようにする。これによって、チップ接続部2b、2cと接続する、引き出し線5やジャンパー線部分4aの剛性がポッティング部材6で向上する結果、更に、経時的に繰り返し折り曲げられることがあってもより耐久性が向上した非接触通信媒体を提供可能となる。
次に、以上のインレット(非接触通信媒体)を取り付ける物品としてエンブレムを例に挙げて説明する。尚、本実施形態のインレットはエンブレム以外の物品であっても取付けて使用出来るが、本実施形態のインレットは、繰り返して曲げ応力がかかるような物品に好適な非接触通信媒体である。
インレットの構成は、上記説明した構成であり、図9及び図10に示すように、ICチップ2がポッティング部材6で封止されて、ICチップ2及びチップ接続部2b、2cに接続される接続部分が、補剛されていると共に水密性が確保されている。
そのインレットの両面にそれぞれバリア性を有するフィルム7が積層されている。但し、ポッティング部材6の位置にはフィルム7が積層していない。もっとも、アンテナコイル3などの金属部分は水分に触れると酸化して酸化膜が形成されることで保護される。符号8は接着剤を表す。
上記のような構成のインレットが、エンブレムを形成する表布10と裏布11との間に収容されている。符号12は、インレットを挟んで表布10と裏布11を張り合わせるための接着剤である。
補強材は厚すぎると、補強材の端部が筋として見えてしまうため、美観を損ねてしまう。そのため補強材の厚みは100μm以下であることが好ましい。特に50〜100μm、さらには75〜100μm程度であることが好ましい。
エンブレムを構成する表布10及び裏布11は、例えば、ポリエステル繊維、ポリウレタン樹脂、アクリル繊維などの人工皮革から構成されている。
更に表布10の表面には、図9及び図11に示すように、シリコン樹脂で凸部13が形成されて目的の意匠が施されている。図11中、符号14は刻印部であって、インレットに記憶させた情報に対応する記号が付されている。
そして、適宜、制服が洗濯される際に、エンブレム更にはその内部のインレットに曲げが加えられる事になる。
このとき、補強材9を入れて裏当てとすることでインレットの曲がりが抑制される。
又、発明者らが上記のようなインレットを収容したエンブレムを付けた制服についての洗濯試験を行ったところ、アンテナ線のうち、アンテナ線が単独で引き回されているジャンパー線部分4aや引き出し線5部分の線幅が細いと切断し易いという知見を得た。また同じ線幅であってもアンテナコイル3と重なっている部分は切断し難いことも確認した。
また、エンブレムの表面に意匠を構成する凸部13を形成した場合、その凸部13を形成した部分と凸部13が無い部分(布部分)との境界が直線状となるとその直線状の境界で曲がりやすくなる。従って、そのような直線状の境界の位置及び近傍にICチップ2、特にチップ接続部近傍が位置しないように、インレットを配置することが好ましい。
ここで、上記の凸部13は、シリコン樹脂、ソフトPVCなどのゴム樹脂で構成されることが多い。
2 ICチップ
2a チップ本体
2b、2c チップ接続部
3 アンテナコイル
3a 内周側端部
3b 外周側端部
4 ジャンパー線
4a ジャンパー線部分
5 引き出し線
6 ポッティング部材
7 フィルム
9 補強材
10 表布
11 裏布
13 凸部
Claims (8)
- 可撓性を有する基材の表面に沿って予め設定したループパターンで複数巻きループ状に周回して配置されたアンテナコイルとICチップとを備え、
上記アンテナコイルの各端部と、上記ICチップに設けられた一対のチップ接続部の各接続部とがそれぞれ直接若しくはジャンパー線を介して接続され、
上記アンテナコイルの端部と上記チップ接続部とが直接接続する場合、上記アンテナコイルの端部に連続し且つ上記複数巻きループ状に周回しているアンテナコイルの形成領域であるコイル形成領域から離れる方向に延びて先端部を上記チップ接続部に接続する引き出し線を有し、その引き出し線のうち上記コイル形成領域から離れる位置から上記チップ接続部までの線部分が、長さ200μm以下且つ幅120μm以上とし、
上記アンテナコイルの端部と上記チップ接続部とをジャンパー線で接続する場合、上記ジャンパー線は、平面視で、上記コイル形成領域に沿って延在すると共に、上記チップ接続部と接続する端部側であって上記コイル形成領域から離れて上記チップ接続部に接続する張出し部分であるジャンパー線部分のうち上記コイル形成領域から離れる位置から上記チップ接続部までの線部分が、長さ200μm以下且つ幅120μm以上であることを特徴とする非接触通信媒体。 - 上記アンテナコイルの端部と上記チップ接続部とが直接接続する場合、上記引き出し線を介さず、上記周回方向に延びる上記アンテナコイルの端部が上記チップ接続部に接続することを特徴とする請求項1に記載した非接触通信媒体。
- 上記ICチップは、上記コイル形成領域に囲まれる内周側領域側に配置され、上記一対のチップ接続部の両方がともに、上記コイル形成領域に近接若しくは一部が重なるように配置されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載した非接触通信媒体。
- 上記ループパターンは多角形形状であり、その多角形形状を形成する一つの辺と上記一対のチップ接続部の並び方向とが平行になるように、上記ICチップを配置することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載した非接触通信媒体。
- 少なくとも上記チップ接続部を封止して当該接続部位置の剛性を高くする補剛部材を備え、その補剛部材は、上記接続部位置と共に上記チップ接続部に近接するアンテナコイル部分も一緒に封止することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載した非接触通信媒体。
- 上記ICチップ及び上記アンテナコイルが形成された基材の面を覆い且つ水にバリア性を有するフィルムを備えることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載した非接触通信媒体。
- エンブレムを形成する表布と裏布との間に請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載した非接触通信媒体を収容したことを特徴とするエンブレム。
- 上記基材のうち上記ICチップを設けた面とは反対側の面側に補強材を裏当てとして配置したことを特徴とする請求項7に記載したエンブレム。
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